Industrie 4.0 & Internet der Dinge

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Die umfassende Digitalisierung und Automatisierung hat eine vierte industrielle Revolution eingeläutet. Damit stehen wir am Beginn einer völlig neuen Form des Wirtschaftens und innovativer Leistungsangebote.

Mit „Industrie 4.0“ oder „Internet der Dinge“ ist gemeint, dass nicht mehr nur Computer und Smartphones miteinander kommunizieren. Als Enabler der vierten industriellen Revolution gelten „cyber-physische Systeme“ oder „Smart Objects“ – Objekte also, die über das Internet miteinander vernetzt sind. Sie können teilweise über Sensoren Daten aus ihrer physischen Umgebung aufnehmen und selbst auf die Umwelt einwirken. In der Smart Factory sollen Industrieanlagen, Maschinen, Produkte, Materialien etc. künftig über eine eingebettete Intelligenz verfügen und mit anderen Systemen kommunizieren. Fertigung und Logistik sind so zunehmend in der Lage, sich selbst zu steuern.

Die Intelligenz autonomer Systeme

Innovative Lastenroboter etwa realisieren heute bereits einen Teil der Vision einer vollständig automatisierten Kommissionierung, indem sie selbstständig Versandware durch die Lagerhalle zum Mitarbeiter transportieren. Auch die reibungslose Logistik im Hamburger Hafen beispielsweise ist ohne intelligente Lösungen für den Verkehrs- und Warenfluss nicht mehr denkbar: Welcher LKW wann durch welches Tor fährt, wird dank Smart Port Logistics und GPS-Navigation genau koordiniert. All das zielt auf die Erhöhung der Reaktionsschnelligkeit bis hin zu echtzeitnahen Supply Chains und zur antizipatorischen Logistik, die sich durch die intelligente Auswertung von umfassenden, präzisen und aktuellen Informationen besser steuern lassen. Auch selbstfahrende Autos sind ein Beispiel für extrem fortschrittliche cyber-physische Systeme. Sie nehmen ihre eigene Situation im Verkehr wahr, beziehen ständig Daten über das Internet und steuern sich im Idealfall sicher und selbstständig ans Ziel. In der EU müssen Neuwagen ab 2018 über das Notrufsystem eCall mit einer SIM-Karte ausgestattet sein. Was für den Notfall vorgeschrieben ist, lässt sich prinzipiell für alle erdenklichen neuen Services in Connected Cars nutzen – und wirft zugleich Fragen des Datenschutzes, der Informationshoheit und der IT-Sicherheit auf.

Mass Customization: Individualisierung der Produktion und Leistungsangebote

Miteinander kommunizierende Smart Objects, die zu autonomem Handeln in der Lage sind: Das ist der Kern der Vision des Internet der Dinge. Dadurch wird es möglich, auch in kleinen Stückzahlen effizient zu produzieren, was eine größere Individualisierung von Produkten zu günstigen Preisen erlaubt. 3D-Druck ermöglicht die dezentrale Produktion von Kleinstserien und Einzelstücken. Schon heute werden additive Herstellungsverfahren im Konsumgüterbereich genutzt, etwa von Schmuck- und Uhrendesignern, Schuhherstellern und Sportartikelproduzenten. Die Technologie eignet sich hervorragend für eine kundennahe und hochflexible Produktion – ein wichtiger Treiber für die Produktionsstrukturen von morgen. Die prozesskettenübergreifende Vernetzung von Bestell-, Fertigungs- und Lieferprozessen vom Angebot über den Ordereingang, die Produktion bis zum Endkunden sorgt für den nächsten Evolutionsschritt hin zur individuellen Massenfertigung in Losgröße 1.

Große Chancen, neue Risiken

Das Prinzip des Internet der Dinge wird künftig die gesamte Wertschöpfungskette vom Smart Object her neu gestalten und innovative Leistungen ermöglichen. Im engeren Sinne geht es um die vernetzte Fabrik, in der Maschinen, Werkstücke und Produktionsaufträge ständig Informationen austauschen, um eine flexiblere und effizientere Fertigung zu ermöglichen. Im weiteren Sinne ist das Internet der Dinge die Grundlage einer neuen, von der Digitalisierung geprägten Form des Wirtschaftens.

Die digitale Transformation birgt enorme Chancen für die Optimierung industrieller Prozesse, für neue Geschäftsmodelle und innovative Services. Zugleich sind damit auch große Herausforderungen verbunden, vor allem für die Sicherheit digitaler Systeme.

Die weitere Entwicklung steht auch vor erheblichen rechtlichen Hürden. Das betrifft viele Aspekte des Wirtschaftsrechts, von der IT-Umsetzung und digitalen Kommunikation über die Rechte an Daten, Know-how- und den Datenschutz bis hin zu Personalthemen und dem Steuerrecht. Dafür geltende Regelungen sind teilweise viele Jahre alt und berücksichtigen die Digitalisierung nicht. Um das volle Potenzial zu nutzen, ist für die digitale Transformation umso mehr ein unternehmensweiter Ansatz mit einem übergreifenden Konzept notwendig, das innerhalb technischer, wirtschaftlicher und rechtlicher Rahmenbedingungen die Chancen der Industrie 4.0 und des Internets der Dinge optimal ausschöpft.

Die hier vorgestellten Zukunfts- und Innovationsthemen wurden in Kooperation mit dem Zukunftsinstitut erarbeitet. Als einer der einflussreichsten Thinktanks der europäischen Trendforschung untersucht das Zukunftsinstitut kontinuierlich den Wandel in Wirtschaft und Gesellschaft.